Hal-hal yang perlu Anda ketahui tentang relay

Sebagian besar peralatan elektronik dan mekanik memerlukan relai untuk mengubah input listrik kecil menjadi output arus tinggi yang mereka terima. Secara tradisional, relai digunakan dalam rangkaian telegraf jarak jauh sebagai pengulang sinyal. Artinya, sinyal yang datang dari satu sirkuit disegarkan dengan mengirimkannya ke sirkuit lain. Relay banyak digunakan dalam pertukaran telepon dan komputer awal untuk melakukan operasi logis.

Ada banyak jenis relai di luar sana untuk memenuhi tuntutan berbagai aplikasi. Hari ini Anda akan mengetahui definisi, fungsi, aplikasi, pertimbangan pemilihan, komponen, diagram, jenis, dan cara kerja relai. Anda juga akan mengetahui kelebihan dan kekurangannya.

Apa itu relai?

Relay adalah sakelar listrik yang bekerja dengan elektromagnetisme untuk mengubah rangsangan listrik kecil menjadi arus yang lebih besar. Konversi ini terjadi ketika input listrik mengaktifkan elektromagnet untuk membentuk atau memutus sirkuit yang ada.

Memanfaatkan input yang lemah untuk memberi daya pada arus yang lebih kuat, relai dapat secara efektif bertindak sebagai sakelar atau penguat untuk arus listrik. Ini tergantung pada aplikasi yang diinginkan.

Relai juga dikatakan sebagai sakelar yang dioperasikan secara magnetis yang mengaktifkan dan menonaktifkan ketika elektromagnet diberi energi. Tegangan yang diterapkan ke terminal input relai memberi energi pada elektromagnet.

Relai ini ditemukan oleh ilmuwan AS Joseph Henry pada tahun 1835.

Fungsi Relai

Di bawah ini adalah fungsi relay dalam berbagai aplikasinya:

• Fungsi utama relai adalah berfungsi sebagai sakelar di mana sirkuit perlu dikontrol.
• Beberapa jenis relai menggunakan elektromagnet untuk menutup dan membuka kontak,
• Ini melindungi sirkuit listrik dari kelebihan beban atau gangguan, berfungsi sebagai relai pelindung.
• Fungsi relai juga memungkinkan sistem untuk berjalan hanya selama jangka waktu tertentu atau mulai hanya setelah jangka waktu tertentu, yang dikenal sebagai relai tunda waktu.
• Tujuan lain dari relai adalah untuk mengalihkan motor listrik dan beban penerangan.
• Satu relai dapat berfungsi sebagai penghubung beberapa kontak, sehingga semuanya dapat bergerak bersama saat koil relai diberi energi atau dihilangkan energinya. Jika salah satu kontak dalam relai berhenti bergerak, kontak lainnya tidak akan dapat bergerak. Relai dengan efek ini juga dikenal sebagai relai pengaman.
• Beberapa jenis relai memiliki fungsi hebat di mana pemancar dan penerima radio berbagi satu antena. Relai berfungsi sebagai pemancar-penerima, yang mengalihkan antena dari penerima ke pemancar.

Aplikasi relai

Di bawah ini adalah aplikasi dari relay:

• Sirkuit relai digunakan untuk mewujudkan fungsi lokus, memainkan peran penting dalam menawarkan logika kritis keselamatan.
• Seperti yang disebutkan sebelumnya, relai menyediakan fungsi penundaan waktu, karena mereka mengatur waktu penundaan untuk membuka dan menunda penutupan kontak.
• Relay digunakan untuk mengontrol rangkaian tegangan tinggi dengan sinyal tegangan rendah. Mereka juga menggunakan sinyal arus rendah untuk mengontrol sirkuit arus tinggi.
• Relay berfungsi sebagai perlindungan untuk peralatan, karena mereka mendeteksi penerimaan dan membuatnya terisolasi selama transmisi.

Overload relay adalah perangkat elektro-mekanis yang digunakan untuk mengamankan motor dari kegagalan daya atau kelebihan beban. Mereka sering digunakan pada motor untuk melindungi motor dari lonjakan arus mendadak yang dapat menyebabkan kerusakan.

Sakelar relai beban lebih bekerja seperti arus lembur tetapi berbeda dengan pemutus arus dan sekering, dimana trip mendadak akan mematikan motor. Relai beban lebih termal adalah jenis yang paling banyak digunakan, di mana strip bimetal digunakan untuk mematikan motor. Strip ini membuat kontak dengan kontaktor dengan menekuk dirinya sendiri dengan meningkatnya suhu karena aliran arus berlebih.

Kontak antara strip dan kontaktor menyebabkan kontaktor menghilangkan energi dan menahan daya dari motor, sehingga mematikan sistem.

Pertimbangan pemilihan relai

Berikut adalah faktor-faktor yang harus dipertimbangkan saat memilih relai untuk suatu sistem:

• Perlindungan – Saat memilih relai untuk proyek tertentu, kita harus mempertimbangkan bagaimana relai akan melindungi sistem dari kelebihan beban atau lonjakan daya yang tiba-tiba. Beberapa proteksi lain seperti proteksi kontak dan proteksi koil harus diperhatikan. Perlindungan kontak akan membantu mengurangi busur di sirkuit yang menggunakan induktor. Sementara perlindungan koil membantu mengurangi tegangan lonjakan yang dihasilkan selama peralihan.
• Relai standar dengan semua persetujuan peraturan harus dipertimbangkan.
• Relay switching berkecepatan tinggi sangat penting untuk waktu switching, Anda mungkin memerlukannya.
• Peringkat arus dan tegangan relai harus dipertimbangkan. Nilai arus bervariasi dari beberapa ampere hingga sekitar 300 ampere, sedangkan peringkat tegangan bervariasi dari 300 volt AC hingga 600 volt AC. Beberapa relai tegangan tinggi sekitar 15.000 volt juga tersedia.
• Isolasi antara sirkuit koil dan kontak juga harus dipertimbangkan.
• Ketahui jenis kontak yang dibawanya, apakah itu NC atau NO atau kontak tertutup.
• Ketahui apakah kontak “Make Before Break” atau “Break Before Make” adalah opsi terbaik untuk sistem Anda.

Komponen sistem relai

Di bawah ini adalah komponen dari berbagai jenis sistem relai dan fungsinya:

Bingkai – adalah wadah atau rangka tugas berat yang berisi dan mendukung berbagai bagian relai.

Gulungan - adalah kawat yang dilukai di sekitar inti logam. Itu adalah bagian yang menyebabkan medan elektromagnetik

Armature – adalah bagian bergerak yang membuka dan menutup kontak. Ada pegas terpasang yang mengembalikan angker ke posisi semula.

Kontak – bagian konduktor yang menyebabkan relai membuat (menutup) atau memutus (membuka) rangkaian.

Relay memiliki dua sirkuit; sirkuit energi dan sirkuit kontak. Sisi energi memiliki koil sedangkan kontak relai memiliki sisi kontak. Sebuah kumparan relay diberi energi ketika arus mengalir melalui kumparan dan menciptakan medan magnet. Dalam unit AC, polaritas berubah 120 kali per detik, polaritas juga tetap dalam sistem DC.

Kumparan magnet menarik pelat besi, bagian dari angker. Salah satu bagian dari armature ini dilekatkan pada rangka logam, yang dibentuk agar armature dapat berputar. Ujung lainnya membuka dan menutup kontak yang datang dalam konfigurasi yang berbeda.

Konfigurasi ini bergantung pada jumlah pemutusan, tiang, dan lemparan relai. yaitu relai bisa disebut single-pole, single-throw (SPST), atau Double-pole, Single-throw (DPST).

Istirahat:

Putus adalah jumlah tempat atau kontak terpisah yang digunakan relai untuk membuka atau menutup satu rangkaian listrik. Kontak ini baik istirahat tunggal atau ganda; single break contact (SB) memutus rangkaian listrik di satu tempat. sementara kontak putus ganda (DB) memecahnya di dua tempat.

Kontak pemutus tunggal biasanya digunakan saat mengganti perangkat berdaya rendah seperti lampu penunjuk. Padahal, kontak pemutus ganda digunakan saat mengganti perangkat berdaya tinggi seperti solenoida.

Tiang:

Kutub adalah sejumlah rangkaian terisolasi yang dapat dilewatkan relai melalui sakelar. Kontak kutub tunggal (SP) dapat mengalirkan arus hanya melalui satu rangkaian pada satu waktu. Sedangkan kontak kutub ganda (DP) dapat mengambil arus melalui dua rangkaian terisolasi secara bersamaan. Jumlah tiang maksimum yang dapat dibawa oleh relai adalah 12, tergantung pada desainnya.

Lempar:

Lemparan adalah jumlah posisi kontak tertutup per kutub yang tersedia pada sakelar. Sakelar lemparan tunggal hanya dapat mengontrol satu sirkuit, sedangkan lemparan ganda dapat mengontrol dua sirkuit.

Singkatnya, relai elektromagnetik terdiri dari gulungan kawat yang dililitkan di sekitar inti lunak (solenoid), kuk besi yang menyediakan jalur reluktansi rendah untuk fluks magnet, "angker" besi yang dapat digerakkan, dan satu atau lebih rangkaian kontak. Semua ini dijelaskan di atas, saya harap Anda mengambilnya.

 Diagram relai:

Jenis relai

Di bawah ini adalah berbagai jenis relai yang digunakan dan cocok untuk berbagai aplikasi:

Relai pengunci:

Jenis latching relai mempertahankan statusnya setelah digerakkan. Inilah sebabnya mengapa mereka juga disebut relai impuls, relai tetap, atau relai tetap. Ini digunakan di sebagian besar aplikasi untuk membatasi konsumsi daya dan disipasi.

Jenis relay latching terdiri dari magnet internal sehingga ketika arus disuplai ke koil, magnet internal menahan posisi kontak. Dengan ini, sistem tidak memerlukan daya untuk mempertahankan posisinya. Inilah sebabnya mengapa setelah digerakkan, ia berhasil mempertahankan posisi kontak terakhir bahkan jika arus dihilangkan dari koil.

Relai keadaan padat (SSR)

Jenis solid-state relay menggunakan komponen seperti BJT, thyristor, IGBT, MOSFET, dan TRIAC. Komponen-komponen ini melakukan operasi switching. Dibandingkan dengan relay elektromekanis, daya yang diperoleh dalam solid-state relay jauh lebih tinggi karena daya yang dibutuhkan untuk mengontrol rangkaian jauh lebih rendah. Relai ini dapat bekerja untuk suplai AC dan DC.

Jenis relai solid-state memiliki kecepatan switching yang tinggi karena tidak ada kontak mekanis. Ada sensor dalam solid-state relay yang juga merupakan perangkat elektronik. Sensor ini membantu menghidupkan atau mematikan daya untuk memuat setelah merespons sinyal kontrol.

Relai buluh:

Sama seperti jenis relai elektromekanis, relai buluh juga bekerja dengan aktuasi mekanis kontak fisik untuk membuka atau menutup jalur sirkuit. Namun, relai buluh memiliki massa yang rendah dan kontak yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan jenis elektromekanis.

Sakelar buluh terluka karena bertindak sebagai angker. Ini adalah tabung kaca atau kapsul yang diisi dengan gas inert yang terkandung dalam dua buluh yang tumpang tindih atau bilah feromagnetik, yang tertutup rapat.

Relai diferensial:

Diferensial jenis rele mulai bekerja ketika perbedaan fasor dari dua atau lebih besaran listrik yang sejenis melebihi nilai yang telah ditentukan. Relai diferensial arus beroperasi ketika sistem mengalami perbandingan antara besar dan beda fasa dari arus yang masuk dan keluar sistem untuk diproteksi.

jika sistem bekerja pada kondisi operasi normal, arus yang masuk dan keluar adalah sama besar dan fasanya. Hal ini menyebabkan relai menjadi tidak aktif. Tetapi jika terjadi gangguan pada sistem, arus tidak lagi sama besar dan fasanya.

Relai terpolarisasi:

Seperti namanya, jenis relai terpolarisasi sangat sensitif terhadap arah arus yang memberinya energi. Ini adalah relai elektromagnetik DC yang dilengkapi dengan sumber tambahan medan magnet permanen untuk menggerakkan angker di relai.

Dalam relai terpolarisasi, sirkuit magnetik dibangun dengan magnet permanen, elektromagnet, dan angker. Alih-alih gaya pegas, jenis relai ini menggunakan gaya magnet untuk menarik atau menolak angker. Armature ini adalah magnet permanen, diposisikan di antara permukaan kutub yang dibentuk oleh elektromagnet.

Relai Buchholz:

Relai jenis Buchholz adalah relai yang dioperasikan dengan gas atau yang digerakkan. Mereka banyak digunakan untuk mendeteksi kesalahan yang baru jadi atau kesalahan internal yang awalnya kecil tetapi dapat menyebabkan kesalahan besar seiring waktu. Relai ini sebagian besar digunakan untuk perlindungan transformator dan dipasang di ruang antara tangki transformator dan konservator.

Jenis relai ini hanya digunakan untuk relai terendam oli yang khusus digunakan untuk sistem transmisi dan distribusi daya. Gambar di bawah menunjukkan cara kerja relai Buchholz.

Relai waktu minimum pasti terbalik (IDMT Relay):

Relai waktu minimum pasti terbalik adalah jenis relai yang menawarkan karakteristik arus waktu tertentu dari arus gangguan pada nilai yang lebih tinggi. Dan juga, karakteristik arus waktu terbalik dari arus gangguan pada nilai yang lebih rendah.

Relai IDMT ini banyak digunakan untuk melindungi jalur distribusi dan membantu menetapkan batas untuk pengaturan arus dan waktu. Dalam jenis rele ini, waktu operasinya kira-kira berbanding terbalik dengan arus gangguan di dekat nilai pickup.

Relai proteksi kelebihan beban:

Jenis proteksi beban lebih dari relai sengaja dirancang untuk menawarkan perlindungan arus lebih ke motor dan sirkuit listrik. Relai beban lebih ini memiliki jenis yang berbeda seperti jenis strip bimetal tetap, dan bimetal pemanas elektronik atau yang dapat dipertukarkan, dll.

Setiap kali motor listrik kelebihan beban, motor semacam itu akan membutuhkan jenis relai ini untuk melindungi sistem dari arus lebih. Untuk alasan ini, peralatan penginderaan kelebihan beban seperti relai yang dioperasikan dengan panas harus digunakan. Relai yang dioperasikan dengan panas ini berisi kumparan yang memanaskan strip bimetal atau panci solder, yang kemudian meleleh.

Prinsip kerja

Prinsip kerja relai tergantung pada jenisnya dan fungsinya. Namun, relai elektromagnetik sederhana terdiri dari gulungan kawat yang dililitkan di sekitar inti besi lunak (inti besi lunak). Ini juga berisi kuk besi yang menyediakan jalur reluktansi rendah untuk fluks magnet, angker besi yang dapat digerakkan, dan satu atau beberapa rangkaian kontak.

Armature ini berengsel ke yoke dan secara mekanis terhubung ke satu atau lebih set kontak bergerak. Pegas membantu menahan jangkar di tempatnya sehingga ketika relai tidak diberi energi, ada celah udara di sirkuit magnetik. Dalam beberapa jenis relai, salah satu dari dua set kontak tertutup, dan set lainnya terbuka.

Beberapa relai mungkin memiliki lebih banyak atau lebih sedikit rangkaian kontak tergantung pada tujuan penggunaannya. Ada kawat yang menghubungkan angker ke kuk, yang memastikan kontinuitas sirkuit antara kontak yang bergerak pada angker. ketika arus listrik melewati koil, ia menghasilkan medan magnet yang mengaktifkan angker, dan gerakan konsekuen dari kontak bergerak membuat atau memutuskan koneksi dengan kontak tetap.

Jika rangkaian kontak ditutup saat relai dimatikan, maka gerakan membuka kontak dan memutuskan koneksi, dan sebaliknya jika kontak terbuka. Ketika arus ke koil tidak diberi energi, jangkar dikembalikan dengan gaya, kira-kira setengah kuat gaya magnet, ke posisi relaksnya. Gaya biasanya diberikan oleh pegas, gravitasi juga digunakan pada starter motor industri.

Tonton video untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja relai:

Kelebihan dan Kekurangan Relay

Keuntungan:

Di bawah ini adalah kelebihan dari berbagai jenis relay:

• Ini memungkinkan perangkat jarak jauh untuk dikendalikan.
• Kontak berubah dengan mudah.
• Isolasi pengaktifan bagian dari bagian penggerak.
• Ini bekerja dengan baik pada suhu tinggi.
• Dapat diaktifkan dengan arus rendah dan dapat mengaktifkan mesin besar dengan kekuatan besar.
• Satu sinyal dapat digunakan untuk mengontrol beberapa kontak sekaligus.
• Arus searah atau arus bolak-balik dapat berupa sakelar.

Kekurangan:

Meskipun manfaat relai baik, beberapa keterbatasan masih terjadi. di bawah ini adalah kelemahan relay dalam berbagai aplikasinya:

• Kontak dalam sistem rusak seiring waktu. Sering mengalami keausan, oksidasi, dll.
• Waktu peralihan tinggi
• Suara aktivasi dan penonaktifan kontak dapat mengganggu.

Kesimpulan

Relai adalah komponen hebat yang melayani berbagai tujuan pada peralatan tergantung pada efek relai yang dibutuhkan. Dalam artikel mendalam ini, kami telah membahas definisi, fungsi, aplikasi, pertimbangan pemilihan, jenis, dan cara kerja relai. Kami juga telah melihat kelebihan dan kekurangannya.

Saya harap Anda menikmati bacaannya, jika demikian, silakan beri komentar di bagian favorit Anda dari posting ini. Dan jangan lupa untuk berbagi dengan mahasiswa teknik lainnya. Terima kasih!